大工12春《土木工程实验》辅导资料三.docVIP

土木工程实验（一）辅导资料三 主 题：“水准仪测量实验”辅导资料 学习时间：2012年5月28日－6月24日 内 容： 这周我们将学习水准测量实验的部分。 一、学习要求 学习要求及需要掌握的重点内容如下： 1、掌握水准测量实验的目的； 2、掌握水准测量实验主要的仪器和工具； 3、掌握水准测量实验的整个实验步骤； 4、掌握实验数据的处理方法。 二、主要内容 1、实验的目的S3BZ型自动安平水准仪测定地面两点间的高差，通过得到的高差计算出测站点的高程。本仪器每千米往返测高差偶然中误差不超过±3mm。 2、实验的仪器与工具：水准仪，水准脚架以及尺和尺垫。 水准仪：由望远镜、水准器和基座组成。 望远镜：物镜、目镜、十字丝（上丝、中丝以及下丝）。 水准器：圆水准器（整平）、水准管（精平）。特征：气泡始终向高处移动。 水准尺：主要有单面尺、双面尺和塔尺。 尺 垫：放在转点上，以防水准尺下沉。 3、实验原理：利用水准仪提供的水平视线在两把尺上读取水准尺的读数，用所读取的数据计算出两点间高差，从而由已知点的高程推算出未知点的高程。 按照水准测量的种类可以分为：闭合水准路线，附合水准路线以及支水准路线，本次实验采用的是闭合水准路线。 通过图1来简要介绍下水准仪测量的基本原理，A为后视点，B为前视点，a为后视读数，b为前视读数。A、B两点之间的高差，用公式表示为Hab=a-b，B点的高程是Hb=Ha+Hab，视线高程Hi=Ha+a=Hb+b，本次水准测量按照国家四等水准测量的精度要求，基本的精度要求如表1所示。 图1 水准测量原理 表1 水准仪系列主要技术参数 项目 水准仪等级 DS05 DS1 DS3 DS10 每千米测量高差中误差 ±0.5 ±1.0 ±3.0 ±10 望远镜 物镜有效孔径（mm） 42 38 28 20 放大倍数不小于（倍） 55 47 38 28 水准管分划值 10″/2mm 10″/2mm 20″/2mm 20″/2mm 主要用途 一等水准测量 二等水准测量 三、四等水准测量 高程水准测量 4、水准仪的操作程序S3BZ型自动安平水准仪，自动安平水准仪不需要精平。若不是自动安平水准仪则需要精平。 读数：精平后用十字丝的中丝在水准尺上读数，方法是，单位米看尺面上的注记；分米，厘米数在尺面上的格数；毫米是估读。规律是，读数在尺面上由小到大的方向读，若仪器成倒像，从上向下读；若成正像，则从下向上读。 5、实验步骤 （a） （b） （c） 图2 水准管气泡两端像的符合 观测过程中，先瞄准后尺进行读数，仪器操作人员读数后，记录人员重复读数。图3 a)闭合水准路线 (b)附合水准路线 (c)支水准路线 闭合水准路线：如图3a)所示，因为路线的起点和终点为同一点BM.A，因此，路线的高差总和在理论上应等于零，即，则高差闭合差为。 附合水准路线：如图3(b)所示，作为起、终点的水准点（BM.A，BM.B）的高程，是已知的，故起、终点间的高差总和的理论值为，附合水准路线测得的高差总和与理论值的差数即为高差闭合差。普通水准测量的允许高差闭合差一般规定为。 例1、图为闭合水准路线观测成果，已知，求A、B、C点高程。 (km) 实测高差 (m) 改正数 (m) 改正后的高差 (m) 高程 (m) 1 2 3 4 5 6 7 1 BM1 1.25 +0.823 +0.0030 0.8260 40.151 A 40.977 2 0.67 -1.091 +0.0016 -1.0894 B 39.888 3 0.78 -0.534 +0.0019 -0.5321 C 39.356 4 1.43 0.792 +0.0035 0.7955 BM1 40.151 Σ 4.13 -0.01 0.01 0 辅 助 计 算 ，满足计算要求。 每公里高差改正数为： 例2、在水准点BM和BM之间进行水准测量，BMA的高程为.286m，BM的高程为.579m，试 图5 附合水准路线观测成果 点号 距离() 测得高差() 高差改正() 改正后高差() 高程() BM1 45.286 1.6 +2.331 -0.008 2.323 1 47.609 2.1 +2.813 -0.011 2.802 2 50.411 1.7 -2.244 -0.008 -2.252 3 48.159 2.0 +1.430 -0.010 +1.420 BM2 49.579 7.4 +4.330 -0.037 +4.